(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン孔が設けられたマスクプレートの下面を基板に当接させ、前記マスクプレート上に半田ペーストを供給してスキージを摺動させることにより、前記パターン孔を介して前記基板に前記半田ペーストを転写させる印刷機本体と、
前記印刷機本体を覆って設けられたカバー部材と、
前記カバー部材の外部から供給される除湿済みの動力用圧縮空気を導入して冷風を生成し、その生成した冷風を前記カバー部材によって覆われた空間内に放出して前記マスクプレート上に供給された半田ペーストの周囲雰囲気を冷却する渦流発生型冷却機と、
前記カバー部材の外部に配置された動力用圧縮空気の供給用配管が接続される入力ポートと前記スクリーン印刷機の各部を動作させるアクチュエータに繋がる複数のアクチュエータ用配管及び前記渦流発生型冷却機に繋がる冷却機用配管が接続される複数の出力ポートとを有し、前記入力ポートから流入した動力用圧縮空気を分配して前記各出力ポートに導く分岐管と、
前記出力ポートに繋がる前記アクチュエータ又は前記渦流発生型冷却機を作動させるのに必要な圧力となるように圧力調整を行う圧力調整器とを備えたことを特徴とするスクリーン印刷機。
【請求項２】
前記渦流発生型冷却機が導入する除湿済みの動力用圧縮空気は、前記スクリーン印刷機が設置される工場に配管された動力用圧縮空気供給ラインから供給されることを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷機。
【請求項３】
前記カバー部材によって覆われた空間は前記スクリーン印刷機を覆う主空間及び前記主空間の上方に設けられて前記主空間と連通口を介して繋がる上部空間から成り、前記渦流発生型冷却機により生成された冷風が前記上部空間内に放出されるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のスクリーン印刷機。
【請求項４】
前記カバー部材によって覆われた前記空間内に前記マスクプレートに向けた開口部を有した空洞体が配置され、前記渦流発生型冷却機から放出された冷風が前記空洞体内に供給されるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のスクリーン印刷機。
【請求項５】
前記空洞体の前記開口部は、前記マスクプレート上を摺動する前記スキージの前記マスクプレート上で往復移動の２つの折り返し地点の間の領域に、前記スキージの移動方向に対して直交する方向に向いていることを特徴とする請求項４に記載のスクリーン印刷機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン孔が設けられたマスクプレートの下面を基板に当接させ、マスクプレート上に半田ペーストを供給してスキージを摺動させることにより、パターン孔を介して基板に半田ペーストを転写させるスクリーン印刷機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スクリーン印刷機は、パターン孔が設けられたマスクプレートの下面を基板に当接させ、マスクプレート上に半田ペーストを供給してスキージを摺動させることにより、パターン孔を介して基板に半田ペーストを転写させる印刷機本体と、この印刷機本体を覆って設けられたカバー部材を有して構成されている。このような構成のスクリーン印刷機では、マスクプレート上に供給された半田ペーストは高温や多湿の環境下では品質が劣化し易いことから、従来、スクリーン印刷の実行時におけり半田ペーストの周囲雰囲気を適切な環境に保つため、スクリーン印刷機の外部に設置された空調装置（いわゆるエアコン）で温度調節した空気をスクリーン印刷機のカバー部材によって覆われた空間内に取り入れるようにしていた（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２３６４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、空調装置は高価であるうえ、空調装置から放出される空気（冷風）は通常の空気を熱交換したものであって湿気を含んだものであることから、スクリーン印刷機には、別途、空調装置から放出される空気に除湿を施す装置が必要であり、その分コスト高になるという問題点があった。
【０００５】
そこで本発明は、スクリーン印刷の実行時におけるマスクプレート上の半田ペーストの周囲雰囲気の環境調節を安価な設備で行うことができるスクリーン印刷機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載のスクリーン印刷機は、パターン孔が設けられたマスクプレートの下面を基板に当接させ、前記マスクプレート上に半田ペーストを供給してスキージを摺動させることにより、前記パターン孔を介して前記基板に前記半田ペーストを転写させる印刷機本体と、前記印刷機本体を覆って設けられたカバー部材と、前記カバー部材の外部から供給される除湿済みの動力用圧縮空気を導入して冷風を生成し、その生成した冷風を前記カバー部材によって覆われた空間内に放出して前記マスクプレート上に供給された半田ペーストの周囲雰囲気を冷却する渦流発生型冷却機と、前記カバー部材の外部に配置された動力用圧縮空気の供給用配管が接続される入力ポートと前記スクリーン印刷機の各部を動作させるアクチュエータに繋がる複数のアクチュエータ用配管及び前記渦流発生型冷却機に繋がる冷却機用配管が接続される複数の出力ポートとを有し、前記入力ポートから流入した動力用圧縮空気を分配して前記各出力ポートに導く分岐管と、前記出力ポートに繋がる前記アクチュエータ又は前記渦流発生型冷却機を作動させるのに必要な圧力となるように圧力調整を行う圧力調整器とを備えた。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、スクリーン印刷機の外部（例えば工場に配管された動力用圧縮空気供給ライン）から除湿済みの動力用圧縮空気を導入して渦流発生型冷却機に冷風を生成させ、その渦流発生型冷却機に生成させた冷風をカバー部材によって覆われた空間内に放出してマスクプレート上の半田ペーストの周囲雰囲気を冷却するようになっている。渦流発生型冷却機が導入する動力用圧縮空気はスクリーン印刷機の各部を動作させる空圧アクチュエータの駆動源となるものであるから既に除湿がなされているのが通常であり、したがって渦流発生型冷却機によって生成される冷風も既に除湿済みであることから、別途、カバー部材によって覆われた空間内の空気に除湿を施す装置を設けることは不要である。また、渦流発生型冷却機は導入した動力用圧縮空気を膨張させて渦流を発生させることで冷風を得る（同時に発生する温風は排出する）簡単な構成であるので、空調装置を用いた従来の構成に比べて安価な設備でマスクプレート上の半田ペーストの周囲雰囲気の環境調節を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態におけるスクリーン印刷機の正面図
【図２】第１実施形態におけるスクリーン印刷機の平面図
【図３】第１実施形態におけるスクリーン印刷機の制御系統を示すブロック図
【図４】第２実施形態におけるスクリーン印刷機の正面図
【図５】第２実施形態におけるスクリーン印刷機の平面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１実施形態）
図１及び図２に示す本発明の第１実施形態におけるスクリーン印刷機１は、基板ＰＢ上の図示しない電極部に半田ペーストＨｐを転写させるスクリーン印刷作業を行う装置であり、基台２上に設けられた印刷機本体３と、印刷機本体３を覆って設けられたカバー部材４を有して成る。印刷機本体３は基台２上に設けられた基板位置決め部１１、基板位置決め部１１の上方に配置されたマスクプレート１２及びマスクプレート１２の上方に設けられた２つのスキージ１３等を有して成る。以下、オペレータＯＰから見た前後方向（図２における紙面上下方向）をＸ軸方向、オペレータＯＰから見た左右方向（図１及び図２における紙面左右方向）をＹ軸とし、上下方向（図１における紙面上下方向）をＺ軸とする。
【００２０】
基板位置決め部１１は、下受け部２１ａによって基板ＰＢの下面を支持するとともに一対のクランプ部材２１ｂによって基板ＰＢのＸ軸方向に平行な２辺をその外側から挟んで保持する基板保持ユニット２１と、直交座標型ロボットから構成されて基板保持ユニット２１を三次元に移動させる基板保持ユニット移動機構２２から成る。基板保持ユニット２１による基板ＰＢの保持動作と基板保持ユニット移動機構２２による基板保持ユニット２１の移動動作は印刷機本体３が備える制御装置３ａによってなされる（図３）。
【００２１】
マスクプレート１２はＸ軸及びＹ軸に平行な四辺を有する矩形枠状のマスク枠１２ｗによって支持された薄肉金属製の部材から成り、その中央部には基板ＰＢの電極部に対応して配置された多数のパターン孔１２ｈが設けられている。
【００２２】
図１及び図２において、基台２の上方にはＸ軸方向に平行に延びた２つのマスク載置部材３１が基台２に対して固定して設けられており、これら２つのマスク載置部材３１にはマスクプレート１２のマスク枠１２ｗのＸ軸方向に平行な２辺が載置される。各マスク載置部材３１の上方にはピストンロッド３２ａを下方に向けたマスク固定シリンダ３２が複数個（ここでは２つ）ずつ設けられており、マスク載置部材３１にマスクプレート１２を載置させた状態で各マスク固定シリンダ３２のピストンロッド３２ａを下動させることにより、マスク枠１２ｗをマスク載置部材３１上に押し付けてマスクプレート１２を固定することができる。これら複数のマスク固定シリンダ３２の作動制御は、制御装置３ａが、各マスク固定シリンダ３２に供給される圧縮空気の配管（後述するアクチュエータ用配管ＨＬ１）中に設けられたマスク固定シリンダ制御バルブ３２ｖ（図３）の操作を行うことによってなされる。
【００２３】
図２において、基台２の四隅には４本の垂直支柱４０が立設されており、これら４本の垂直支柱４０のうちＸ軸方向に対向する２本の垂直支柱４０の間のそれぞれにはＹ軸方向に延びたレール部材４１（図１も参照）の両端部が掛け渡されている。これら２本のレール部材４１の上面には、Ｙ軸方向に延びたスキージベース４２の端部がＸ軸方向に移動自在に取り付けられている。
【００２４】
図１及び図２において、各レール部材４１の上方にはＸ軸方向に延びてその前後の端部が前述の４本の垂直支柱４０によって支持された左右一対のボール螺子４３が設けられており、これら２つのボール螺子４３には、スキージベース４２の両端の上面に設けられた２つのナット部材４４が螺合している。各ボール螺子４３は後方の２本の垂直支柱４０に取り付けられたスキージ移動モータ４５によって軸回りに回転させることができ、これら一対のスキージ移動モータ４５を順逆両方向に同調回転させることによって、スキージベース４２をＸ軸方向に往復移動させることができる。２つのスキージ移動モータ４５の作動制御は制御装置３ａによってなされる（図３）。
【００２５】
各スキージ１３はＹ軸方向に延びた箆状の部材から成り、その上端部はスキージベース４２に設けられた空圧シリンダ４６の下方に延びたピストンロッド４６ａの下端に取り付けられている。２つのスキージ１３は２つの空圧シリンダ４６を各個に作動させることで独立して上下移動させることができる。各空圧シリンダ４６の作動制御は、制御装置３ａが、各空圧シリンダ４６に供給される圧縮空気の配管（後述するアクチュエータ用配管ＨＬ１）中に設けられた空圧シリンダ制御バルブ４６ｖ（図３）の操作を行うことによってなされる。
【００２６】
図１において、カバー部材４にはひとつの入力ポート５０ａと複数の出力ポート５０ｂを備えた分岐管（マニホールド）５０が取り付けられており、分岐管５０の入力ポート５０ａには、スクリーン印刷機１が設置される工場に設けられている動力用圧縮空気供給源ＡＳから延びて動力用圧縮空気が供給される動力用圧縮空気供給ラインＡＬからの分岐管路ＡＬ１が接続されている。前述のマスク固定シリンダ３２や空圧シリンダ４６等の空圧アクチュエータはそれぞれ専用の配管（アクチュエータ用配管ＨＬ１）を介して分岐管５０の出力ポート５０ｂに繋がっており、スクリーン印刷機１を構成する各空圧アクチュエータは、動力用圧縮空気供給ラインＡＬからの分岐管路ＡＬ１及びこれに繋がる分岐管５０を介して動力用圧縮空気供給源ＡＳから供給される圧縮空気によって作動する。なお、動力用圧縮空気供給ラインＡＬ内の動力用圧縮空気は空圧アクチュエータに送られることを前提として生成されるものであることから、動力用圧縮空気供給源ＡＳから動力用圧縮空気供給ラインＡＬに供給される前に、既に除湿が施された状態となっている。
【００２７】
図１において、スクリーン印刷機１には、圧縮空気を導入して冷風と温風とを生成する渦流発生型冷却機６０が取り付けられている。ここで、渦流発生型冷却機とは、高圧空気による渦流によって冷却された冷風を発生する装置であり、東浜工業株式会社製のエアークーラー（商品名）等が知られている。渦流発生型冷却機６０に導入される圧縮空気は、上記動力用圧縮空気供給ラインＡＬから分岐管路ＡＬ１を通じて供給される除湿済みの動力用圧縮空気であり、前述の分岐管５０が有する複数の出力ポート５０ｂのうちのひとつと繋がる専用の配管（冷却機用配管ＨＬ２）から渦流発生型冷却機６０内に導かれる。
【００２８】
すなわち、スクリーン印刷機１は、カバー部材４の外部に配置された動力用圧縮空気の供給用配管（動力用圧縮空気供給ラインＡＬからの分岐管路ＡＬ１）が接続される入力ポート５０ａと、スクリーン印刷機１の各部を動作させるアクチュエータに繋がる複数のアクチュエータ用配管ＨＬ１及び渦流発生型冷却機６０に繋がる冷却機用配管であるＨＬ２が接続される複数の出力ポート５０ｂとを有して入力ポート５０ａから流入した動力用圧縮空気を分配して各出力ポート５０ｂに導く分岐管５０を備えたものとなっている。
【００２９】
図１において、渦流発生型冷却機６０の冷風吹き出し口６１はカバー部材４によって覆われた空間ＳＰ内に位置しており、温風吹き出し口６２はカバー部材４によって覆われた空間ＳＰの外部に位置している。ここで、図１に示すように、カバー部材４によって覆われた空間ＳＰ内は、スクリーン印刷機１を覆う主空間ＳＰ１とこの主空間ＳＰ１の上方に設けられて主空間ＳＰ１と連通口ＲＴを介して繋がる上部空間ＳＰ２から成っており、渦流発生型冷却機６０により生成された冷風は上部空間ＳＰ２内に放出されるようになっている。
【００３０】
各出力ポート５０ｂの近傍には、その出力ポート５０ｂに繋がる空圧アクチュエータ又は渦流発生型冷却機６０に供給される圧縮空気の圧力がその空圧アクチュエータ又は渦流発生型冷却機６０を作動させるのに必要な圧力となるように圧力調整を行う図示しないレギュレータ（圧力調整器）が設けられている。
【００３１】
渦流発生型冷却機６０は、カバー部材４の外部から供給される除湿済みの動力用圧縮空気を導入して冷風を生成し、その生成した冷風をカバー部材４によって覆われた空間ＳＰ内に放出し、これによってマスクプレート１２上に供給された半田ペーストＨｐの周囲雰囲気を冷却する。本第１実施形態では、図１に示すように、渦流発生型冷却機６０が生成した冷風は上部空間ＳＰ２内に放出され、上部空間ＳＰ２内で流速が弱められた状態で、連通口ＲＴから主空間ＳＰ１に送られるようになっている。これは、渦流発生型冷却機６０から放出された冷風が流速の大きい状態で主空間ＳＰ１、特にマスクプレート１２に上面に供給されると、マスクプレート１２上の半田ペーストＨｐが過度に冷却されて変質し、良好なスクリーン印刷を行うことができなくなる場合があるからであるが、渦流発生型冷却機６０から放出された冷風が流速の大きい状態でマスクプレート１２の上面に供給されないようにできるのであれば、主空間ＳＰ１内に直接冷風を供給するようにしても構わない。
【００３２】
次に、このような構成のスクリーン印刷機１によるスクリーン印刷作業の実行手順（スクリーン印刷方法）を説明する。上記構成のスクリーン印刷機１がスクリーン印刷作業を行うときには、制御装置３ａは先ず、スクリーン印刷機１の外部から投入された基板ＰＢを取り入れて基板保持ユニット２１によって保持し、基板保持ユニット移動機構２２の作動制御を行って、基板ＰＢ上の電極部とマスクプレート１２のパターン孔１２ｈとが合致するようにマスクプレート１２に対する基板ＰＢの上下方向の位置合わせを行ったうえで、基板ＰＢを保持した基板保持ユニット２１を基板保持ユニット移動機構２２により上昇させて、基板ＰＢの上面をマスクプレート１２の下面に接触させる。
【００３３】
制御装置３ａは、上記のようにして基板ＰＢをマスクプレート１２に接触させたら、スキージ１３によるスキージングを行って、予めマスクプレート１２上に供給された半田ペーストＨｐを基板ＰＢの電極部に転写させる。このスキージングは、具体的には、空圧シリンダ４６を作動させて一方のスキージ１３をスキージベース４２に対して下動させ、そのスキージ１３の下端がマスクプレート１２の上面に当接した状態を維持したままスキージベース４２を水平方向（Ｘ軸方向）に移動させることによって行う。これによりマスクプレート１２上でスキージ１３が摺動し、マスクプレート１２上の半田ペーストＨｐがスキージ１３によって掻き寄せられてマスクプレート１２のパターン孔１２ｈ内に押し込まれ、各基板ＰＢの電極部上に転写される。
【００３４】
このように印刷機本体３は、パターン孔１２ｈが設けられたマスクプレート１２の下面を基板ＰＢに当接させ、マスクプレート１２上に半田ペーストＨｐを供給してスキージ１３を摺動させることにより、パターン孔１２ｈを介して基板ＰＢに半田ペーストＨｐを転写させるものとなっている。
【００３５】
なお、このスキージングでは、スキージベース４２を後方から前方に移動させて行うときには後方に位置したスキージ１３をマスクプレート１２上に当接させ、スキージベース４２を前方から後方に移動させて行うときには前方に位置したスキージ１３をマスクプレート１２上に当接させるようにする。
【００３６】
制御装置３ａは、基板ＰＢの電極部に半田ペーストＨｐを転写させたら、マスクプレート１２に当接させていたスキージ１３をスキージベース４２に対して上動させたうえで、基板保持ユニット移動機構２２を作動させ、基板保持ユニット２１を下降させることによって基板ＰＢをマスクプレート１２から離間させ、版離れを行う。これにより基板ＰＢの電極部上に半田ペーストＨｐが残留し、基板ＰＢに半田ペーストＨｐが印刷された状態となる。
【００３７】
制御装置３ａは版離れを行ったら、基板保持ユニット２１の作動制御を行って基板ＰＢの保持を解除したうえで、基板ＰＢをスクリーン印刷機１の外部に搬出する。これにより基板ＰＢの１枚当たりのスクリーン印刷作業が終了する。
【００３８】
スクリーン印刷機１は、上記手順による基板ＰＢの１枚当たりのスクリーン印刷作業を繰り返し実行するが、その間、渦流発生型冷却機６０によって生成される冷風がカバー部材４によって覆われた空間ＳＰ内に放出され、半田ペーストＨｐの周囲雰囲気が除湿及び冷却されるようにする。これにより、半田ペーストＨｐの周囲雰囲気を適切な環境に保つことができ、半田ペーストＨｐの変質等による印刷不良を防止することができる。
【００３９】
上述したように、第１実施形態におけるスクリーン印刷機１及びこのスクリーン印刷機１によるスクリーン印刷方法では、スクリーン印刷機１の外部（例えば工場に配管された動力用圧縮空気供給ラインＡＬ）から除湿済みの動力用圧縮空気を導入して渦流発生型冷却機６０に冷風を生成させ、その渦流発生型冷却機６０に生成させた冷風をカバー部材４によって覆われた空間ＳＰ内に放出してマスクプレート１２上の半田ペーストＨｐの周囲雰囲気を冷却するようになっているのであるが、渦流発生型冷却機６０が導入する動力用圧縮空気はスクリーン印刷機１の各部を動作させる空圧アクチュエータの駆動源となるものであるから既に除湿がなされているのが通常であり、したがって渦流発生型冷却機６０によって生成される冷風も既に除湿済みであることから、別途、カバー部材４によって覆われた空間ＳＰ内の空気に除湿を施す装置を設けることは不要である。また、渦流発生型冷却機６０は導入した動力用圧縮空気を膨張させて渦流を発生させることで冷風を得る（同時に発生する温風は排出する）簡単な構成であるので、空調装置を用いた従来の構成に比べて安価な設備でマスクプレート１２上の半田ペーストＨｐの周囲雰囲気の環境調節を行うことができる。
【００４０】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態におけるスクリーン印刷機７１を図４及び図５に示す。この第２実施形態におけるスクリーン印刷機７１が第１実施形態におけるスクリーン印刷機１と異なるところは、カバー部材４によって覆われた空間ＳＰ（第１実施形態の場合のように主空間ＳＰ１と上部空間ＳＰ２との区別はない）内にマスクプレート１２に向けた水平方向に延びたスリット状の（或いは水平方向に並んだ小孔から成る）開口部８１ｓを有した空洞体８１が配置され、渦流発生型冷却機６０から放出された冷風が導風管６１Ｋを通じて空洞体８１内に供給されるようになっている点である。図４及び図５では、第１実施形態におけるスクリーン印刷機１と同じ構成要素については同じ符号を付している。
【００４１】
この第２実施形態におけるスクリーン印刷機７１においても、第１実施形態におけるスクリーン印刷機１と同様に、カバー部材４の外部から供給される除湿済みの動力用圧縮空気を導入して冷風を生成し、その生成した冷風をカバー部材４によって覆われた空間ＳＰ内に放出する渦流発生型冷却機６０を備えた構成となっていることから、第１実施形態におけるスクリーン印刷機１と同様の効果を得ることができるのであるが、この第２実施形態におけるスクリーン印刷機１ではこの効果に加え、渦流発生型冷却機６０によりが生成された除湿済みの冷風が空洞体８１に供給され、空洞体８１内で一旦流速が弱められた状態でほぼ直接にマスクプレート１２に向けて放出されるようになっているので、渦流発生型冷却機６０に要求される冷風の生成量は第１実施形態の場合よりも少なくてよく、したがって渦流発生型冷却機６０のサイズも第１実施形態の場合に比べて小型化することができる。
【００４２】
なお、半田ペーストＨｐに直接流速の大きい冷風を吹き付けることは好ましくなく、このことから第２実施形態におけるスクリーン印刷機１では渦流発生型冷却機６０により生成された冷風を一旦空洞体８１に集めてそこからマスクプレート１２に向けて放出されるようにしているのであるが、空洞体８１の開口部８１ｓが、マスクプレート１２上を摺動するスキージ１３のマスクプレート１２上で往復移動の２つの折り返し地点の間の領域ＡＲ（図５）に、スキージ１３の移動方向に対して直交する方向に向くようにすることにより、スキージ１３によるスキージングの合間におけるマスクプレート１２上の半田ペーストＨｐに冷風が直接吹き付けられる可能性を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
スクリーン印刷の実行時におけるマスクプレート上の半田ペーストの周囲雰囲気の環境調節を安価な設備で行うことができるスクリーン印刷機を提供する。
【符号の説明】
【００４４】
１，７１  スクリーン印刷機
３  印刷機本体
４  カバー部材
１２  マスクプレート
１２ｈ  パターン孔
１３  スキージ
５０  分岐管
５０ａ  入力ポート
５０ｂ  出力ポート
６０  渦流発生型冷却機
８１  空洞体
８１ｓ  開口部
ＳＰ  空間
ＳＰ１  主空間
ＳＰ２  上部空間
ＲＴ  連通口
ＨＬ１  アクチュエータ用配管
ＨＬ２  冷却機用配管
ＰＢ  基板
Ｈｐ  半田ペースト
ＡＬ  動力用圧縮空気供給ライン
ＡＬ１  動力用圧縮空気供給ラインの分岐管路（動力用圧縮空気の供給用配管）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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